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GPON FUNDAMENTOS
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Internal
Fundamentos de GPON
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Referencias
ITU-T 984.1
ITU-T 984.2
ITU-T 984.3
ITU-T 984.4
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Objetivos
Al finalizar este curso, los participantes estarán en
capacidad de:
Describir la arquitectura de las redes GPON
Describir los conceptos básicos de GPON
Describir aplicaciones típicas de GPON
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Contenido
1. Conceptos básicos de PON
2. Descripción general de redes de acceso óptico
3. Análisis del estándar de GPON
4. Tecnología GPON
5. Aprovisionamiento de servicio y gestión en GPON
6. Servicios básicos en redes GPON
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Contenido
1. Conceptos básicos de PON
2. Descripción general de redes de acceso óptico
3. Análisis del estándar de GPON
4. Tecnología GPON
5. Aprovisionamiento de servicio y gestión en GPON
6. Servicios básicos en redes GPON
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Que es PON? Passive Optical Network
OLTONU
Optical Line Terminal
Optical Network Unit
Passive Optical Splitter
PSTN
Internet
IPTV
ONU
ONU
PON significa Red óptica Pasiva (Passive Optical Network)PON es un tipo de red óptica pasiva que emplea una arquitectura punto-multipuntoPON esta compuesta por un Optical Line Terminal (OLT), Optical Network Unit (ONU) and Passive Optical Splitter.
Passive Optical Splitter
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Que es GPON?
• GPON ( Gigabit-capable Passive Optical Networks )• GPON soporta servicio Triple - play, ofreciendo una solución competitiva para
todos los servicios.• GPON maneja alto ancho de banda, por lo cual disminuye los cuellos de botella
producidos en los puntos de acceso con cable de par trenzado. Satisface los
requerimientos de ancho de banda de servicios como IPTV o transmisión de TV
en directo.• GPON ofrece largo alcance (hasta 20 Km), en comparación con las tecnologías
que usan par trenzado y disminuyen los nodos de la red.• Basado en un estandar, soporta servicio integrado. • GPON es la tecnología utilizada por las grandes compañias a nivel mundial
<1Mbps 3M 8M 25M 2.5G
ADSL/ADSL2+
Copper Based
VDSL / ADSL2+
Copper Based
PON
Fiber Based
2002 2003 2006 2010Time
InternetVideo conferencingRemote control
AccessTechnology
Servicerequirement
s
VoDHDTVGame
Live TVVoDHDTV
<3km <2km <1km ~20kmCoveragediameter
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Principios de GPONMultiplexación de datos
GPON utiliza multiplexación por división de longitud de onda ( Wavelength Division
Multiplexing, WDM) , facilitando la comunicación bidireccional sobre una sola fibra.
Para separar las señales de subida y bajada de multiples usuarios en una sola
fibra, GPON adopta dos mecanismos de multiplexación:
En dirección de bajada (Donwstream), los paquetes de datos son transmitidos
en broadcast.
En dirección de subida (Upstream), los paquetes de datos son transmitidos
mediante TDMA (Time Division Multiplexing Access)
1490nm
1310nm
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Principio de GPON ---- Downstream
Modo Broadcast
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Principio de GPON ---- Upstream
Modo TDMA
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Contenido
1. Conceptos básicos de PON
2. Descripción general de redes de acceso óptico
3. Análisis del estándar de GPON
4. Tecnología GPON
5. Aprovisionamiento de servicio y gestión en GPON
6. Servicios básicos en redes GPON
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CO
Curb
CustomerPremise
BA
FTTC
FTTB
OLT
OLT
Arquitectura de Redes de Acceso Óptico
DSLAM
250-700m
Urban Coverage
3.5-5kmRemote BusinessxDSL 2~20Mbps
OLTFTTH
ODN
MDU
ONT
ONU
Optical Line Termination Optical Networks Termination
Optical Networks Unit
Multi-Dwelling Unit
2.5Gbps Down /1.25Gbps Up
2.5Gbps Down /1.25Gbps Up
2.5Gbps Down /1.25Gbps Up
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Tal como se presentó en el diagrama anterior, las redes de acceso óptico corresponden a los siguientes escenarios:
1. Escenario FTTB
SBU : Single business unit: Provee una menor cantidad de puertos tales como POTS, 10/100/1000 BASE-T, RF y DS1/T1/E1.
MTU :Business Multi-tenant unit: Provee mayor número de puertos tales como POTS, 10/100/1000BASE-T, RF and DS1/T1/E1.
2. Escenario FTTC & FTTCab
MDU : Multi-dwelling unit: provee mayor número de puertos incluyendo 10/100/1000BASE-T, RF, VDSL2.
3. Escenario FTTH
SFU : Single family unit, provee menor número de puertos, incluyendo POTS, 10/100/1000BASE-T, and RF.
Que son las redes de acceso óptico?
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Contenido
1. Conceptos básicos de PON
2. Descripción general de redes de acceso óptico
3. Análisis del estándar de GPON
4. Tecnología GPON
5. Aprovisionamiento de servicio y gestión en GPON
6. Servicios básicos en redes GPON
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ITU-T G.984.3• Especificaciones de la capa TC en el sistema
GPON.
• Arquitectura de multiplexación GTC y pila de
protocolos
• Trama GTC
• Registro y activación de ONU
• Especificaciones de DBA
• Alarmas y rendimiento
ITU-T G-984.1/2/3/4
Simple development processPowerful compatibility
ITU-T G.984.1• Descripción de los parámetros de la red de GPON.
• Requerimientos de protección para el cambio de la
red.
Estandar GPONEstandar GPON
ITU-T G.984.4• Formatos de mensajes OMCI
• Dispositivo de gestión de trama OMCI
• Principios de trabajo de OMCI
ITU-T G.984.2• Especificaciones de los parámetros ODN
• Especificaciones del puerto óptico de bajada de 2.488 Gbps
• Especificaciones del puerto óptico de subida de 1.244 Gbps.
• Estructura de localización en la capa física.
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Modelo de Referencia de la Red GPONModelo de Referencia de la Red GPON
WDM
ONU/ONT
NE
WDM
OLT
NE
Service node
Optical splitter
T reference pointV reference point
R/S S/RODNUNI SNI
IFpon IFpon
ONU Optical Network Unit
ONT Optical Network Terminal
ODN Optical Distribution Network
OLT Optical Line Terminal
WDM Wavelength Division Multiplex Module
NE Network Element
SNI Service Node Interface
UNI User Network Interface
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Parámetros de Rendimiento básicosParámetros de Rendimiento básicos
GPON maneja 7 combinaciones de velocidad de transmisión: 0.15552 Gbit/s subida, 1.24416 Gbit/s bajada
0.62208 Gbit/s subida, 1.24416 Gbit/s bajada1.24416 Gbit/s subida, 1.24416 Gbit/s bajada0.15552 Gbit/s subida, 2.48832 Gbit/s bajada0.62208 Gbit/s subida, 2.48832 Gbit/s bajada1.24416 Gbit/s subida, 2.48832 Gbit/s bajada2.48832 Gbit/s subida, 2.48832 Gbit/s bajada
La combinación de 1.24416 Gbit/s subida, 2.48832 Gbit/s bajada es la mas utilizada actualmente.
Alcance lógico máximo: 60 km
Alcance físico máximo: 20 km
Máxima diferencia de distancia en la fibra: 20 km
Rata de multiplexación: 1 : 64 y puede llegar hasta 1 : 128
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Arquitectura de multiplexación de GPONArquitectura de multiplexación de GPON
IFpon
O
N
U
O
N
U
O
N
U
T-CONT Port
T-CONTPort
Port
T-CONT
T-CONT
Port
Port
Port
Port
Port
ONU-ID identificador ONUs
Alloc-IDs identificador
T-CONTs
Port-ID identificador puerto G
EM
OLT ONT
T-CONT
T-CONT
GEM Port GEM Port
GEM Port: Unidad mínima para transportar servicios. T-CONT: Contenedor de transmisión, se refiere a un
buffer para los servicios. Se usa principalmente para transmitir datos de subida. T-CONT se introdujo para realizar una asignación dinámica del ancho de banda de subida, a fin de mejorar el uso del medio de transmisión.
IF pon: interfase GPON Basado en un esquema de mapeo, el tráfico de
servicio puede ser transmitido en diferentes puertos GEM, en diferentes T-CONTs. El mapeo entre puertos GEM y T-CONT es flexible. Un Puerto GEM puede corresponder a un T-CONT o múltiples puertos GEM pueden corresponder al mismo T-CONT.
Una interfaz GPON de una ONU contiene uno o múltiples T-CONTs.
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Physical Control Block Downstream (PCBd)
Payload
AllocID Start End AllocID Start End
1 100 200 2 300 500
T-CONT0(ONT 1)
T-CONT 0(ONT 2)
Slot
100
Slot
200
Slot
300
Slot
500
PLOu PLOAMu PLSu DBRu X Payload x DBRu Y Payload y
Upstream Bandwidth Map
125usDownstream Framing
Upstream Framing
OLT
ONT 0
ONT 63
Estructura de trama GPON
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TDMTDM data Payload
TDM fragment
HEC
PTI
Port ID
PLI
GEM Frame
Ingress buffer
TDM Buffer
Mapeo de servicios TDM en GPONMapeo de servicios TDM en GPON
Las tramas TDM son almacenadas según del orden de llegada, para luego multiplexarlas en tramas GEM de longitud fija para su transmisión.
Este esquema no modifica el servicio TDM, lo transmite de forma transparente. Trabaja con tramas GEM de longitud fija que mejoran la transmisión de servicios TDM
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GEM
Payload
CRC
PTI
Port ID
PLI
GEM FrameEthernet Packet
DA
SFD
Preamble
Inter packet gap
SA
Length\Type
MAC client data
FEC
EOF
5 bytes
Mapeo de servicios Ethernet en GPONMapeo de servicios Ethernet en GPON
El sistema de GPON procesa la trama ethernet y mapea los datos hacia el payload de la trama GEM.
Las tramas GEM encapsulan automáticamente la información del encabezado. El mapeo de la información es realizado de forma sencilla por dispositivos que
soportan esta función. También ofrece excelente compatibilidad.
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Contenido
1. Conceptos básicos de PON
2. Descripción general de redes de acceso óptico
3. Análisis del estándar de GPON
4. Tecnología GPON
5. Aprovisionamiento de servicio y gestión en GPON
6. Servicios básicos en redes GPON
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Tecnología GPON --- Rango OLT obtiene el tiempo de transmisión (Round Trip Delay, RTD) a través de la distancia de transmisión y luego especifica el retardo apropiado (Equalization Delay, EqD) para evitar colisiones en el splitter óptico..
Para adquirir el número de serial y rango de una ONU, OLT debe abrir una ventana que es una zona de silencio (quiet zone) y pausar las transmisiones de subida en las otras ONU.
ONU3
ONU2
ONU1
OLT
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DBA Que es DBA?
DBA, Dynamic Bandwidth Assignment (Asignación dinámica de
ancho de banda)
Porque DBA? Mejora la utilización del ancho de banda de subida en los puertos
PON.
Se pueden agregar mas usuarios a un puerto PON.
Los usuarios pueden utilizar servicios que demandan alto ancho
de banda,.
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Proceso de operación de DBA
El bloque DBA en el OLT recolecta información constantemente a partir de reportes DBA y luego envia los resultados del algoritmo DBA en forma de mapas BW hacia las ONU.
Basados en los mapas BW Map, cada ONU envia rafagas de datos de subida en la ranura de tiempo especificada para ellos, utilizando asi el ancho de banda de subida.
DBA algorithm logic
DBA report
BW Map
Time slot
T-CONT
T-CONT
T-CONTScheduler
ONUOLT
Control platform
Data platform
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Principio de trabajo de DBA
Basado en la prioridad del servicio, el sistema establece SLA para cada ONU, restringiendo el ancho de banda del servicio.
El ancho de banda máximo y mínimo determina limites para el ancho de banda de cada ONU,asegunrando ancho de banda para varios servicios de distintas prioridades. En general el orden de prioridad corresponde en primer lugar a la voz, luego al video y por último los datos.
OLT garantiza el ancho de banda basado en el servicio, SLA y condición actual de la ONU. Servicio de mayor prioridad utiliza mayor ancho de banda..
SLA: Service - Level Agreement
BW: Bandwidth
Maximum: maximum bandwidth
Guaranteed: guaranteed bandwidth
Minimum: minimum bandwidth
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Clasificación de ancho de banda en T-CONT
Transmission Containers (T-CONTs): dinamicamente recibe garantia de ancho de banda por parte de OLT. T-CONT se usa para gestionar la asignación de ancho de banda de subida en la sección PON de la capa de convergencia de transmisión. T-CONTs se usa principalmente para mejorar el uso del ancho de banda de subida en las PON.
Tipos de ancho de banda en T-CONT : FB, AB, NAB, and BE. Tipos de T-CONT: tipo 1,tipo 2,tipo 3,tipo 4 y tipo 5.
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T-CONT en función del ancho de banda
Tipo 1: ancho de banda fijo usado principalmente para servicios sensibles al retardo y servicios de alta prioridad como el servicio de voz.
Tipo 2 y Tipo 3: ancho de banda garantizado y se usa principalmente para servicios de video y datos de alta prioridad.
Tipo 4: tipo best-effort , utilizado para servicios de datos (internet,email) y servicios de baja prioridad. Estos servicios no requieren gran ancho de banda
Tipo 5: mixto, incluye todos los tipos de ancho de banda y los tipos de servicio.
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Mecanismos de QoS de la ONU en GPON
GPONVOIP
VODDATA
TDM
Traffic-flow
Scheduling
And buffer
control
Service
differentia
based on
802.1p
GPONVOIP
VOD
TDM
Traffic-flow
Scheduling
And buffer
control
Service
differentia
based on
802.1p
OLT
Splitter
S
e
r
v
i
c
e
t
r
a
f
f
i
c
b
a
s
e
d
o
n
G
E
M
P
o
r
t
-
i
d
Clasificación del trafico de servicio basado en LAN/802.1p. Planificación del servicio basado en una combinación de prioridad estricta (strict priority, SP
) y algoritmo Weighted Round Robin (WRR). Transmision de servicio basado en mapeo con diferentes T-CONTs, intercambiando utulizaci
ón de linea y confiabilidad..
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VOIP
BTV
DATA
TDM
GPON
GPON
GE/10GE
Upstream service traffic based on different VLANs
Ethernet
bridging
Non-
blocking
switching
802.1p
COS
Queuing &
scheduling
DBA
TDM Gateway
PSTN
BSR
OLT
Clasificación de tráfico basado en VLAN/802.1p. Planificación del servicio basado en una combinación de prioridad estricta (strict p
riority, SP) y algoritmo Weighted Round Robin (WRR). Algoritmo DBA, mejora del uso del ancho de banda de subida. Control de acceso basado en listas de control de acceso (Access control list ,AC
L)
Mecanismos de QoS de OLT en GPON
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Contenido
1. Conceptos básicos de PON
2. Descripción general de redes de acceso óptico
3. Análisis del estándar de GPON
4. Tecnología GPON
5. Aprovisionamiento de servicio y gestión en GPON
6. Servicios básicos en redes GPON
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Aprovisionamiento de Servicios GPON
Pesadilla de las Compañias '
El guión de la aplicación
Service Provisioning
NMS 2000
Access Network
Billing
1 Búsqueda por servicios
2 Configuración de Red de Servicio
3
Gestión de Pedidos
Inicie el ONT y realice el registro con el número de serieONTONT
ONTONT
CRM
User
Envío de Terminales al usuario
1
2
Termina la auto-configuración del OLT
Las configuraciones iniciales (como el servicio de configuración de informaciones del sistema, configuración de los datos) se requiere en los terminales y entonces ellos pueden ponerse en el uso. Terminar estas configuraciones, no es un costo alto para las compañías.
GPON no necesita ninguna configuración en los terminales y son plug-and-play, que no es económico.
Flexible plano de Configuracion GPON
STB
3
Utiliza OMCI para terminar la configuración de datos en el ONT
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Contenidos
1. Conceptos básicos PON
2. Informaciones Generales sobre red de acceso Óptico
3. Analisis del estandar GPON
4. Tecnologías clave GPON
5. Aprovisionamiento de Servicios y Gestión GPON
6. Servicios Básicos sobre Red GPON
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BRASAAA Server
IP Core
ASP/ISP CPE
MSE
Ethernet
OLT
Softswitch
Internet
VoD Server Middle
wareNMS
TL1/CORBA/API
BB service platform
Carrier’s OSS
Notification
Solución Triple Play sobre GPON
IPTV
Phone
PC
SFU
Phone
PCSBU
CPE M
DU
VDSL
NSP
IP
Voice
CBU
E1
FE
ODN
Splitter
Base station
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Preguntas
Arquitectura de Red GPON?
Describir el modo de operación DBA?
Describir el aprovisionamiento GPON?
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Resumen
En esta presentación, se introdujo el concepto básico
de GPON, arquitectura, y fundamentos.
Se discutio sobre la aplicación y el
aprovisionamiento de los servicios GPON.
Muchas Graciaswww.huawei.com